JP2007266690A - Current drive circuit - Google Patents

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JP2007266690A JP2006085391A JP2006085391A JP2007266690A JP 2007266690 A JP2007266690 A JP 2007266690A JP 2006085391 A JP2006085391 A JP 2006085391A JP 2006085391 A JP2006085391 A JP 2006085391A JP 2007266690 A JP2007266690 A JP 2007266690A
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Ryuta Tanaka
竜太 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current drive circuit wherein the settling with respect to a change in an oscillation frequency of a current controlled oscillator is sufficiently small and the temperature dependence of the oscillation frequency is sufficiently low while achieving a high filtering effect to a noise gain at a high frequency band. <P>SOLUTION: A conventional current drive circuit for supplying a current to the current controlled oscillator (e.g. a YIG oscillator) whose oscillation frequency is changed depending on the received current is improved. The current drive circuit disclosed herein is characterized in to include: a capacitor provided in parallel with the YIG oscillator; a resistor provided in parallel with the YIG oscillator; a current output section respectively connected to the YIG oscillator, the capacitor, and the resistor and supplying a current to them in response to a voltage received by the current output section; a temperature detection means for detecting a temperature of the YIG oscillator; and a gain variable means for increasing/decreasing the voltage applied to the current output section on the basis of the temperature detected by the temperature detection means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、広帯域な高周波信号(例えば、数[kHz]〜数十[GHz])を発生する測定器や、広帯域な高周波信号を測定・解析する測定器(例えば、変調信号の復調装置、スペクトラムアナライザ等)等に用いられる電流制御型発振器(例えば、YIG発振器)の発振周波数を制御する電流ドライブ回路に関し、詳しくは、高域でのノイズゲインに対する高いフィルタリング効果を図りつつ、YIG発振器の発振周波数の変化に対してセトリングが十分に小さく、発振周波数の温度依存性も十分に低い電流ドライブ回路に関するものである。   The present invention relates to a measuring instrument that generates a broadband high-frequency signal (for example, several [kHz] to several tens [GHz]), a measuring instrument that measures and analyzes a broadband high-frequency signal (for example, a demodulator for a modulation signal, a spectrum). More specifically, the current drive circuit for controlling the oscillation frequency of a current-controlled oscillator (eg, YIG oscillator) used in an analyzer or the like, and more specifically, the oscillation frequency of the YIG oscillator while achieving a high filtering effect on noise gain in a high frequency range. The present invention relates to a current drive circuit in which the settling is sufficiently small with respect to the change in the frequency and the temperature dependence of the oscillation frequency is sufficiently low.

広帯域な高周波信号を発生する測定器や、広帯域な高周波信号を測定・解析する測定器等には、周波数特性(例えば、温度に対する安定性、ノイズが少ない等)のよい発振器を用いる必要がある。このような発振器には、例えば、YIG(イットリウム・鉄・ガーネット:Yttrium-Iron-Garnet)発振器(以下、YIG発振器をYTO(YIG Tuned Oscillator)と略す)が用いられる。YTOでは、YIGの磁気共鳴を応用して、YTOのメインコイルに流れる電流量を電流ドライブ回路にて制御して、出力信号の発振周波数を制御する(例えば、特許文献1、2参照)。   It is necessary to use an oscillator having good frequency characteristics (for example, stability to temperature, low noise, etc.) for a measuring instrument that generates a wide-band high-frequency signal, a measuring instrument that measures and analyzes a wide-band high-frequency signal, and the like. As such an oscillator, for example, a YIG (Yttrium-Iron-Garnet) oscillator (hereinafter, YIG oscillator is abbreviated as YTO (YIG Tuned Oscillator)) is used. In YTO, the magnetic resonance of YIG is applied to control the amount of current flowing in the main coil of YTO by a current drive circuit, thereby controlling the oscillation frequency of the output signal (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図4は、従来の電流ドライブ回路の構成を示した図である。
図4において、YTO10、パワートランジスタ11、抵抗12は、直列に接続され、所定の電圧Vccが印加される。バイパスコンデンサ13は、YTO10と並列に設けられる。なお、パワートランジスタ11のコレクタ側が、YTO10、バイパスコンデンサ13と接続され、エミッタ側が、抵抗12の一端に接続される。そして、抵抗12の他端が共通電位に接続される。ここで、トランジスタ11、抵抗12によって、電流出力部を構成している。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional current drive circuit.
In FIG. 4, a YTO 10, a power transistor 11, and a resistor 12 are connected in series, and a predetermined voltage Vcc is applied. The bypass capacitor 13 is provided in parallel with the YTO 10. The collector side of the power transistor 11 is connected to the YTO 10 and the bypass capacitor 13, and the emitter side is connected to one end of the resistor 12. The other end of the resistor 12 is connected to a common potential. Here, the transistor 11 and the resistor 12 constitute a current output unit.

コイル10aは、YTO10のメインコイルであり、抵抗10bは、コイル10aの等価直列抵抗である。なお、YTO10には、YIG,YIGを励起させる磁石、コイル10aが巻かれて磁路を構成するヨーク等を備えるが、これらの図示は省略している。   The coil 10a is a main coil of the YTO 10, and the resistor 10b is an equivalent series resistance of the coil 10a. The YTO 10 includes a YIG, a magnet for exciting the YIG, a yoke around which the coil 10a is wound to form a magnetic path, etc., but these are not shown.

このような回路の動作を説明する。
トランジスタ11のベースに、制御用電圧発生部(図示せず)から制御用電圧V1が入力される。これにより、トランジスタ11のベース−エミッタ間電圧(以下、Vbe)と抵抗12に準じた制御電流I1が生成される。すなわち、抵抗12は、電流電圧変換するための素子とみなせる。
The operation of such a circuit will be described.
A control voltage V <b> 1 is input to the base of the transistor 11 from a control voltage generator (not shown). As a result, a base-emitter voltage (hereinafter referred to as Vbe) of the transistor 11 and a control current I1 according to the resistor 12 are generated. That is, the resistor 12 can be regarded as an element for current-voltage conversion.

そして、制御電流I1は、YTO10のメインコイル10aとバイパスコンデンサ13とのインピーダンス比に対応して、YTO10に流れるドライブ電流I2と、コンデンサ13に流れるバイパス電流I3に分流される。さらに、ドライブ電流I2の電流量(電流値)によって、YTO10から出力される出力信号の周波数が制御される。   The control current I1 is divided into a drive current I2 flowing through the YTO 10 and a bypass current I3 flowing through the capacitor 13 in accordance with the impedance ratio between the main coil 10a of the YTO 10 and the bypass capacitor 13. Furthermore, the frequency of the output signal output from the YTO 10 is controlled by the amount of current (current value) of the drive current I2.

また、制御電流I1に含まれる電流性ノイズがドライブ電流I2にも流れてYTO10の出力信号を周波数変調するが、コンデンサ13を設けることにより、コンデンサ13が電流性ノイズを抑えて周波数変調を防いでいる。これにより、出力信号の信号純度が低下することを防ぐことができる。   In addition, current noise included in the control current I1 also flows to the drive current I2 and frequency-modulates the output signal of the YTO 10, but by providing the capacitor 13, the capacitor 13 suppresses current noise and prevents frequency modulation. Yes. Thereby, it can prevent that the signal purity of an output signal falls.

図5は、従来の電流ドライブ回路のその他の構成を示した図である。ここで、図4と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図5において、ダンピング抵抗14が、YTO10、コンデンサ13と並列に設けられる。また、ダンピング抵抗14の一端に所定の電圧Vccが印加され、他端がトランジスタ11のコレクタ側に接続される。   FIG. 5 is a diagram showing another configuration of a conventional current drive circuit. Here, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 5, a damping resistor 14 is provided in parallel with the YTO 10 and the capacitor 13. A predetermined voltage Vcc is applied to one end of the damping resistor 14 and the other end is connected to the collector side of the transistor 11.

このような回路の動作を説明する。
制御電流I1が、YTO10のメインコイル10a、バイパスコンデンサ13、抵抗14とのインピーダンス比に対応して、ドライブ電流I2と、バイパス電流I3と、抵抗14に流れる電流I4に分流される。その他の動作は、図4に示す装置と同様なので説明を省略する。
The operation of such a circuit will be described.
The control current I1 is divided into a drive current I2, a bypass current I3, and a current I4 flowing through the resistor 14 corresponding to the impedance ratio of the main coil 10a of the YTO 10, the bypass capacitor 13, and the resistor 14. Other operations are the same as those of the apparatus shown in FIG.

図6は、従来の電流ドライブ回路のその他の構成を示した図である。ここで、図4と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図6において、コンデンサ13の代わりに、ダンピング回路15が設けられる。ダンピング回路15は、コンデンサ15a、抵抗15bが直列に接続される。   FIG. 6 is a diagram showing another configuration of a conventional current drive circuit. Here, the same components as those shown in FIG. In FIG. 6, a damping circuit 15 is provided instead of the capacitor 13. In the damping circuit 15, a capacitor 15a and a resistor 15b are connected in series.

このような回路の動作を説明する。
制御電流I1が、YTO10のメインコイル10aとダンピング回路15とのインピーダンス比に対応して、ドライブ電流I2と、ダンピング回路15に流れる電流I5に分流される。その他の動作は、図4に示す装置と同様なので説明を省略する。
The operation of such a circuit will be described.
The control current I1 is divided into a drive current I2 and a current I5 flowing through the damping circuit 15 corresponding to the impedance ratio between the main coil 10a of the YTO 10 and the damping circuit 15. Other operations are the same as those of the apparatus shown in FIG.

特開2001−141765号公報JP 2001-141765 A 特開2002−151912号公報JP 2002-151912 A

図4に示す回路では、メインコイル10aのインダクタンス値と、バイパスコンデンサ13の静電容量によって共振周波数が定まる。そして、共振周波数以上のノイズゲインは、コンデンサ13の容量を選択することによって、−40[dB/dec]で減衰させる特性を得ることができる。つまり、セトリングに必要な帯域以上のノイズに対するフィルタリング効果を得られる。   In the circuit shown in FIG. 4, the resonance frequency is determined by the inductance value of the main coil 10 a and the capacitance of the bypass capacitor 13. The noise gain above the resonance frequency can be attenuated by −40 [dB / dec] by selecting the capacitance of the capacitor 13. That is, it is possible to obtain a filtering effect for noise exceeding the band necessary for settling.

しかしながら、この共振は電流共振であり、一般に、メインコイル10aの等価直列抵抗10bの抵抗値は、数[Ω]程度と非常に小さい。そのため、一旦共振した電流が収束するには長い時間を必要とし、例えば、制御用電圧V1をステップ状に変化させると、共振周波数に準じたドライブ電流I2のセトリングが発生するという問題があった。   However, this resonance is current resonance, and in general, the resistance value of the equivalent series resistance 10b of the main coil 10a is very small, about several [Ω]. For this reason, it takes a long time for the once-resonated current to converge. For example, when the control voltage V1 is changed stepwise, there is a problem that settling of the drive current I2 according to the resonance frequency occurs.

ここで、図7は、図4〜図6に示す回路のノイズの周波数特性を示した図である。横軸は、ノイズ周波数であり、縦軸はノイズゲインである。また、図7(a)〜(c)のそれぞれは、図4〜図6に示す回路の周波数特性であり、図7(b)、(c)では、図4に示す回路の周波数特性を点線で示してある。   Here, FIG. 7 is a diagram showing the frequency characteristics of noise of the circuits shown in FIGS. The horizontal axis is the noise frequency, and the vertical axis is the noise gain. 7A to 7C show the frequency characteristics of the circuits shown in FIGS. 4 to 6. In FIGS. 7B and 7C, the frequency characteristics of the circuits shown in FIG. It is shown by.

図5に示す回路では、図4に示す電流共振を改善するために、ダンピング抵抗14が設けられる。しかしながら、ダンピング抵抗14を設けることによって、図4に示す回路では存在しなかった直流状態での制御電流I1の分流(電流I2と電流I4)が発生する。   In the circuit shown in FIG. 5, a damping resistor 14 is provided to improve the current resonance shown in FIG. However, by providing the damping resistor 14, a shunt current (current I2 and current I4) of the control current I1 in a DC state that did not exist in the circuit shown in FIG. 4 is generated.

一般に、メインコイル10aの等価直列抵抗10bは、コイル10aの導線に使用する金属の導電率温度変化に起因した温度依存性を持つ。そのため、YTO10の温度が変化すると、等価直列抵抗10bの抵抗値も変化するので、電流I2と電流I4の分流比も温度依存性を持つ。従って、ドライブ電流I2も温度依存性を持つこととなり、YTO10の出力信号の周波数にも温度依存性が生じるという問題があった。   In general, the equivalent series resistance 10b of the main coil 10a has temperature dependence due to a change in conductivity temperature of a metal used for the conductive wire of the coil 10a. For this reason, when the temperature of the YTO 10 changes, the resistance value of the equivalent series resistance 10b also changes, and the shunt ratio of the currents I2 and I4 also has temperature dependence. Therefore, the drive current I2 also has a temperature dependency, and there is a problem that the frequency dependency of the output signal frequency of the YTO 10 also occurs.

ここで、図8は、図5に示す回路で生ずる等価直列抵抗10bの抵抗値の変化による出力信号の周波数の変化の特性を示した図である。図8に示すように、YTO10の温度の上昇によって等価直列抵抗10bの抵抗値が上昇し、その結果、発振周波数が下がる。   Here, FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of the change in the frequency of the output signal due to the change in the resistance value of the equivalent series resistance 10b generated in the circuit shown in FIG. As shown in FIG. 8, the resistance value of the equivalent series resistance 10 b increases as the temperature of the YTO 10 increases, and as a result, the oscillation frequency decreases.

図6に示す回路では、図5に示す直流状態での制御電流I1の分流を改善するためにダンピング回路15を用いて、等価直列抵抗10bの温度依存性の影響を抑えている。しかしながら、ダンピング回路15の内部にある抵抗15bは、コンデンサ15aによるフィルタリング効果を打ち消す働きをする(電流性ノイズのノイズ周波数が高くなるにつれ、コンデンサ15aが抵抗として働くため)ので、図7に示すように、高域でのノイズゲインが−20[dB/dec]程度でしか減衰せず、ノイズのフィルタリング効果が低下するという問題があった。   In the circuit shown in FIG. 6, the damping circuit 15 is used to improve the shunting of the control current I1 in the DC state shown in FIG. 5, and the influence of the temperature dependence of the equivalent series resistance 10b is suppressed. However, the resistor 15b in the damping circuit 15 functions to cancel the filtering effect of the capacitor 15a (because the capacitor 15a functions as a resistor as the noise frequency of the current noise increases), as shown in FIG. In addition, there is a problem that the noise gain in the high band is attenuated only when it is about −20 [dB / dec], and the noise filtering effect is lowered.

そこで本発明の目的は、高域(共振周波数以上)でのノイズゲインに対する高いフィルタリング効果を図りつつ、YTO10の発振周波数の変化に対してセトリングが十分に小さく、発振周波数の温度依存性も十分に低い電流ドライブ回路を実現することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to achieve a high filtering effect on a noise gain in a high frequency (above the resonance frequency), settling is sufficiently small with respect to a change in the oscillation frequency of the YTO 10, and the temperature dependency of the oscillation frequency is also sufficient. It is to realize a low current drive circuit.

請求項1記載の発明は、
電流量に応じて発振周波数が変化する電流制御型発振器に、電流を供給する電流ドライブ回路において、
前記電流制御型発振器に並列に設けられるコンデンサと、
前記電流制御型発振器に並列に設けられる抵抗と、
前記電流制御型発振器、前記コンデンサ、前記抵抗それぞれに接続され、印加される電圧に応じた電流量を流す電流出力部と、
前記電流制御型発振器の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段の検出した温度に基づいて、前記電流出力部への電圧を増減させるゲイン可変手段と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
電流出力部は、トランジスタと抵抗とが直列に接続され、前記トランジスタのベースにゲイン可変手段からの電圧が印加されることを特徴とするものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
温度検出手段は、温度によって抵抗値が変化する抵抗であり、
ゲイン可変手段は、前記抵抗を帰還抵抗とするオペアンプであることを特徴とするものである。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、
電流制御型発振器は、YIG発振器であることを特徴とするものである。
The invention described in claim 1
In a current drive circuit that supplies current to a current-controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to the amount of current,
A capacitor provided in parallel with the current-controlled oscillator;
A resistor provided in parallel with the current-controlled oscillator;
A current output unit that is connected to each of the current-controlled oscillator, the capacitor, and the resistor, and causes a current amount to flow according to an applied voltage;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the current controlled oscillator;
Gain varying means for increasing or decreasing the voltage to the current output unit based on the temperature detected by the temperature detecting means is provided.
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The current output unit is characterized in that a transistor and a resistor are connected in series, and a voltage from a gain varying means is applied to the base of the transistor.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
The temperature detection means is a resistance whose resistance value changes with temperature,
The gain variable means is an operational amplifier using the resistor as a feedback resistor.
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The current controlled oscillator is a YIG oscillator.

本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項1〜4によれば、コンデンサ、抵抗が、電流制御型発振器と並列に設けられ、ゲイン可変手段が、電流制御型発振器の環境温度を検出する温度検出手段の温度によってゲインを変更して電流出力部への電圧を増減するので、高域でのノイズゲインのフィルタリグ効果の特性を確保しつつ、発振周波数の制御用電圧をステップ状に変化させたとしてもセトリングを十分に小さく、電流制御型発振器の環境温度が変化しても発振周波数の温度依存性を十分に小さくした特性を得ることができる。
The present invention has the following effects.
According to the first to fourth aspects, the capacitor and the resistor are provided in parallel with the current control type oscillator, and the gain variable means changes the gain according to the temperature of the temperature detection means for detecting the environmental temperature of the current control type oscillator. Since the voltage to the current output unit is increased or decreased, the settling is sufficiently small even if the voltage for controlling the oscillation frequency is changed stepwise while securing the characteristics of the noise gain filtering effect at high frequencies. Even if the environmental temperature of the controlled oscillator changes, it is possible to obtain characteristics in which the temperature dependence of the oscillation frequency is sufficiently reduced.

以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図5と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図1において、温度検出手段20、ゲイン可変手段21が新たに設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Here, the same components as those shown in FIG. In FIG. 1, temperature detection means 20 and gain variable means 21 are newly provided.

温度検出手段20は、YTO10のコイル10a近傍の温度を検出する。例えば、一般にYTO10は、所定のケースに収納されて販売される。そして、YTO10のケース内の温度は一定とみなせるので、温度検出手段20をケースに接してケース温度を検出する。もちろん、ケース内のコイル10a近傍に温度検出手段20を設けてもよい。要は、コイル10aの温度変化を検出できればよい。   The temperature detection means 20 detects the temperature in the vicinity of the coil 10a of the YTO 10. For example, the YTO 10 is generally sold in a predetermined case. Since the temperature in the case of the YTO 10 can be regarded as constant, the case temperature is detected by bringing the temperature detection means 20 into contact with the case. Of course, the temperature detecting means 20 may be provided near the coil 10a in the case. In short, it is only necessary to detect a temperature change of the coil 10a.

ゲイン可変手段21は、制御用電圧発生部(図示せず)から制御用電圧V1が入力され、温度検出手段20が検出した温度に基づいてゲインを変更し、つまり制御用電圧V1の振幅(電圧値)を増減させて、トランジスタ11のベースに出力する。   The gain variable means 21 receives a control voltage V1 from a control voltage generator (not shown) and changes the gain based on the temperature detected by the temperature detection means 20, that is, the amplitude (voltage) of the control voltage V1. Value) is increased or decreased and output to the base of the transistor 11.

このような回路の動作を説明する。
まず、ケース温度が一定の場合の動作を説明する。
温度検出手段20が、YTO10のケース温度を検出し、検出した温度をゲイン可変手段21に出力する。そして、ゲイン可変手段21が、温度に基づいてゲインを調整し、制御用電圧発生部(図示せず)からの制御用電圧V1を増減させ、電圧値を調整した制御用電圧V1’を、トランジスタ11のベースに印加する。これにより、トランジスタ11の電圧Vbeと抵抗12に準じた制御電流I1が生成される。
The operation of such a circuit will be described.
First, the operation when the case temperature is constant will be described.
The temperature detection means 20 detects the case temperature of the YTO 10 and outputs the detected temperature to the gain variable means 21. Then, the gain variable means 21 adjusts the gain based on the temperature, increases or decreases the control voltage V1 from the control voltage generator (not shown), and converts the control voltage V1 ′ whose voltage value is adjusted into the transistor 11 is applied to the base. Thereby, the control current I1 according to the voltage Vbe of the transistor 11 and the resistor 12 is generated.

そして、制御電流(トランジスタ11のコレクタ電流)I1は、YTO10のメインコイル10a、バイパスコンデンサ13、ダンピング抵抗14とのインピーダンス比に対応して、YTO10に流れるドライブ電流I2と、コンデンサ13に流れるバイパス電流I3、抵抗14に流れる電流I4に分流される。さらに、ドライブ電流I2によって、YTO10から出力される出力信号の周波数が制御される。例えば、出力信号の周波数を高くする場合、制御用電圧発生部(図示せず)から制御用電圧V1を大きくし、周波数を低くする場合制御用電圧V1を小さくする。   The control current (collector current of the transistor 11) I1 corresponds to the impedance ratio of the main coil 10a, the bypass capacitor 13 and the damping resistor 14 of the YTO 10, and the drive current I2 flowing in the YTO 10 and the bypass current flowing in the capacitor 13. The current is divided into I3 and current I4 flowing through the resistor 14. Further, the frequency of the output signal output from the YTO 10 is controlled by the drive current I2. For example, when the frequency of the output signal is increased, the control voltage V1 is increased from a control voltage generator (not shown), and when the frequency is decreased, the control voltage V1 is decreased.

次に、ケース温度が変化する場合の動作を説明する。
温度検出手段20が、変化したケース温度を検出し、検出した温度をゲイン可変手段21に出力する。そして、ゲイン可変手段21が、変化前後においてドライブ電流I2が一定となるようにゲインを調整し、制御用電圧V1を調整した電圧V1’をトランジスタ11に出力する。つまり、直流状態(制御用電圧V1が変化しない状態)では、制御電流I1は電流I2と電流I4に分流されるが、抵抗14の抵抗値は一定なので、等価直列抵抗10bの抵抗値の変化に基づいてドライブ電流I2が変化する。従って、温度と等価直列抵抗10bの抵抗値の関係から、ゲイン可変手段21が、温度に依存せずにドライブ電流I2を一定とするように電圧V1に対するゲインを調整する。
Next, the operation when the case temperature changes will be described.
The temperature detection means 20 detects the changed case temperature and outputs the detected temperature to the gain variable means 21. Then, the gain varying means 21 adjusts the gain so that the drive current I2 is constant before and after the change, and outputs the voltage V1 ′ obtained by adjusting the control voltage V1 to the transistor 11. That is, in the DC state (the state in which the control voltage V1 does not change), the control current I1 is divided into the current I2 and the current I4. However, since the resistance value of the resistor 14 is constant, the resistance value of the equivalent series resistor 10b changes. Based on this, the drive current I2 changes. Therefore, from the relationship between the temperature and the resistance value of the equivalent series resistance 10b, the gain variable means 21 adjusts the gain with respect to the voltage V1 so that the drive current I2 is constant without depending on the temperature.

例えば、25℃において、制御電流I1=300[mA]、等価直列抵抗10b=10[Ω]、ダンピング抵抗14=100[Ω]とする。この状態におけるドライブ電流I2は、約273[mA](=300[mA]×100[Ω]/(10[Ω]+100[Ω]))であり、電流I4は、約27[mA](=300[mA]−273[mA])となる。   For example, at 25 ° C., control current I1 = 300 [mA], equivalent series resistance 10b = 10 [Ω], and damping resistance 14 = 100 [Ω]. The drive current I2 in this state is about 273 [mA] (= 300 [mA] × 100 [Ω] / (10 [Ω] +100 [Ω])), and the current I4 is about 27 [mA] (= 300 [mA] -273 [mA]).

次に、YTO10の環境温度が、25℃から75℃に変化し、等価直列抵抗10bの抵抗値が10[Ω]から12[Ω]に変化した場合で説明する。   Next, the case where the environmental temperature of the YTO 10 is changed from 25 ° C. to 75 ° C. and the resistance value of the equivalent series resistance 10b is changed from 10 [Ω] to 12 [Ω] will be described.

図5に示す回路では、等価直列抵抗10bの抵抗値が変化(10[Ω]から12[Ω])することにより、ドライブ電流I2は、約268[mA](=300[mA]×100[Ω]/(12[Ω]+100[Ω]))に減少し、電流I4は、約32[mA](300[mA]−268[mA])に増加する。このようにYTO10の温度の上昇に伴って、YTO10の出力信号の周波数が低くなる。   In the circuit shown in FIG. 5, when the resistance value of the equivalent series resistance 10b changes (from 10 [Ω] to 12 [Ω]), the drive current I2 is about 268 [mA] (= 300 [mA] × 100 [ Ω] / (12 [Ω] +100 [Ω])), and the current I4 increases to about 32 [mA] (300 [mA] -268 [mA]). As described above, as the temperature of the YTO 10 increases, the frequency of the output signal of the YTO 10 decreases.

一方、本発明の図1に示す回路では、温度検出手段20が、ケース温度を検出し、検出した温度をゲイン可変手段21に出力する。そして、ゲイン可変手段21が、検出した温度に基づいてゲインを調整して制御用電圧V1を大きくする。すなわち、ゲイン可変手段21が、電圧V1のゲインを1.8[%](=(112[Ω]−110[Ω])/110[Ω]×100)大きくする。これにより、ドライブ電流I2は、温度25℃と同じ約273[mA](=300[mA]×100[Ω]/(12[Ω]+100[Ω])×(1+0.018))が流れる。従って、温度が25℃から75℃に変化したとしても、ドライブ電流I2が一定であり、YTO10の出力信号の周波数も一定に保たれる。   On the other hand, in the circuit shown in FIG. 1 of the present invention, the temperature detection means 20 detects the case temperature and outputs the detected temperature to the gain variable means 21. Then, the gain variable means 21 adjusts the gain based on the detected temperature to increase the control voltage V1. That is, the gain varying means 21 increases the gain of the voltage V1 by 1.8 [%] (= (112 [Ω] −110 [Ω]) / 110 [Ω] × 100). As a result, about 273 [mA] (= 300 [mA] × 100 [Ω] / (12 [Ω] +100 [Ω]) × (1 + 0.018)), which is the same as the temperature of 25 ° C., flows through the drive current I2. Therefore, even if the temperature changes from 25 ° C. to 75 ° C., the drive current I 2 is constant, and the frequency of the output signal of the YTO 10 is also kept constant.

ここで図2は、図1に示す回路のノイズの周波数特性、等価直列抵抗10bの抵抗値の変化による出力信号の周波数の変化の特性を示した図である。コンデンサ13、抵抗14が、YTO10と並列に設けられ、制御電流I1を分流するので、高域のノイズゲインの特性(例えば、−40[dB/dec])が図られ、発振周波数の制御用電圧をステップ状に変化させたとしてもセトリングを十分に小さくなる(図2(a)参照)。また、等価直列抵抗10bの抵抗値が変化しても、YTO10の出力信号の周波数は一定に保たれる(図2(b)参照)。   Here, FIG. 2 is a diagram showing the frequency characteristics of the noise of the circuit shown in FIG. 1 and the characteristics of the change in the frequency of the output signal due to the change in the resistance value of the equivalent series resistance 10b. Since the capacitor 13 and the resistor 14 are provided in parallel with the YTO 10 and shunt the control current I1, a high frequency noise gain characteristic (for example, −40 [dB / dec]) is achieved, and the oscillation frequency control voltage Even if is changed stepwise, the settling is sufficiently small (see FIG. 2A). Further, even if the resistance value of the equivalent series resistance 10b changes, the frequency of the output signal of the YTO 10 is kept constant (see FIG. 2B).

このように、コンデンサ13、抵抗14が、YTO10と並列に設けられ、ゲイン可変手段21が、YTO10の環境温度を検出する温度検出手段20の温度によってゲインを変更して制御用電圧V1を増減するので、(a)高域のノイズゲインの特性(例えば、−40[dB/dec])を確保しつつ、(b)発振周波数の制御用電圧をステップ状に変化させたとしてもセトリングを十分に小さく、(c)YTOの環境温度が変化しても発振周波数の温度依存性を十分に小さくした特性を得ることができる。   Thus, the capacitor 13 and the resistor 14 are provided in parallel with the YTO 10, and the gain variable means 21 changes the gain according to the temperature of the temperature detection means 20 that detects the environmental temperature of the YTO 10, and increases or decreases the control voltage V1. Therefore, (a) while ensuring the characteristics of high-frequency noise gain (for example, −40 [dB / dec]), (b) sufficient settling even if the control voltage of the oscillation frequency is changed stepwise (C) Even if the environmental temperature of the YTO changes, it is possible to obtain characteristics in which the temperature dependence of the oscillation frequency is sufficiently reduced.

図3は、図1に示す装置の具体的な実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。温度検出手段20に薄膜リニア抵抗20aが用いられ、YTO10のケースに取り付けられる。薄膜リニア抵抗20aは、正温度係数を持ち、温度が上がると抵抗値が大きくなり、温度が下がると抵抗値が小さくなるものであり、温度と抵抗値の特性は直線性を持つ。また、薄膜リニア抵抗20aの一端が、トランジスタ11と抵抗12の間に接続される。   FIG. 3 is a block diagram showing a specific embodiment of the apparatus shown in FIG. Here, the same components as those in FIG. A thin film linear resistor 20a is used for the temperature detecting means 20, and is attached to the case of the YTO 10. The thin film linear resistor 20a has a positive temperature coefficient, the resistance value increases as the temperature increases, and the resistance value decreases as the temperature decreases. The characteristics of temperature and resistance value have linearity. One end of the thin film linear resistor 20 a is connected between the transistor 11 and the resistor 12.

可変ゲイン手段21にオペアンプ21a、抵抗21bが用いられる。オペアンプ21aの非反転入力端子に制御用電圧V1が入力され、反転入力端子に薄膜リニア抵抗20bの他端が接続される。また、反転入力端子は、抵抗21bを介して共通電位に接続される。また、オペアンプ21aの出力端子が、トランジスタ11のベースに接続される。つまり、オペアンプ21a、抵抗20a、21bで、非反転増幅回路を形成している。   As the variable gain means 21, an operational amplifier 21a and a resistor 21b are used. The control voltage V1 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21a, and the other end of the thin film linear resistor 20b is connected to the inverting input terminal. The inverting input terminal is connected to the common potential via the resistor 21b. Further, the output terminal of the operational amplifier 21 a is connected to the base of the transistor 11. That is, the operational amplifier 21a and the resistors 20a and 21b form a non-inverting amplifier circuit.

このような回路の動作を説明する。
温度が上昇すると、薄膜リニア抵抗20の抵抗値が大きくなり、オペアンプ21aのゲインも大きくなる。そして、トランジスタ11に印加される電圧V1’も大きくなり、制御電流I1も増加する。これにより、等価直列抵抗10bの抵抗値が増加しても、ドライブ電流I2が一定に保たれ、YTO10の出力信号の周波数も温度に依存せずに一定に保たれる。逆に、温度が下がると、薄膜リニア抵抗20の抵抗値が小さくなり、オペアンプ21aのゲインも小さくなり、電圧V1’も小さくなり、制御電流I1も減少する。これにより、等価直列抵抗10bの抵抗値が減少しても、ドライブ電流I2が一定に保たれ、YTO10の出力信号の周波数も温度に依存せずに一定にに保たれる。もちろん、等価直列抵抗10bの温度依存性を補償するように、抵抗21bの抵抗値、薄膜リニア抵抗20aの抵抗値および変化率を、あらかじめ選んでおく。
The operation of such a circuit will be described.
When the temperature rises, the resistance value of the thin film linear resistor 20 increases and the gain of the operational amplifier 21a also increases. Then, the voltage V1 ′ applied to the transistor 11 also increases and the control current I1 also increases. As a result, even when the resistance value of the equivalent series resistance 10b increases, the drive current I2 is kept constant, and the frequency of the output signal of the YTO 10 is also kept constant without depending on the temperature. Conversely, when the temperature decreases, the resistance value of the thin film linear resistor 20 decreases, the gain of the operational amplifier 21a also decreases, the voltage V1 ′ decreases, and the control current I1 also decreases. As a result, even if the resistance value of the equivalent series resistance 10b decreases, the drive current I2 is kept constant, and the frequency of the output signal of the YTO 10 is also kept constant without depending on the temperature. Of course, the resistance value of the resistor 21b, the resistance value of the thin film linear resistor 20a, and the change rate are selected in advance so as to compensate for the temperature dependence of the equivalent series resistance 10b.

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
電流出力部として、トランジスタ11、抵抗12で構成する例を示したが、印加される電圧に比例して電流量(電流値)が増減するものであればどのようなものでもよい。
The present invention is not limited to this, and may be as shown below.
Although the example which comprises the transistor 11 and the resistor 12 is shown as the current output unit, any device may be used as long as the amount of current (current value) increases or decreases in proportion to the applied voltage.

温度検出手段20に、抵抗値が正の温度係数を持つ薄膜リニア抵抗20aを用いる構成を示したが、負の温度係数を持つ抵抗でもよく、この場合、オペアンプ21aを反転増幅回路にするとよい。   Although the configuration using the thin film linear resistor 20a having a positive temperature coefficient as the temperature detecting means 20 is shown, a resistor having a negative temperature coefficient may be used. In this case, the operational amplifier 21a may be an inverting amplifier circuit.

温度検出手段20に、抵抗値が温度に対してリニアに変化する薄膜リニア抵抗20aを用いる構成を示したが、非線形に抵抗値が変化する抵抗を用いてもよい。   Although the configuration in which the thin film linear resistor 20a whose resistance value changes linearly with respect to the temperature is used as the temperature detection unit 20, a resistor whose resistance value changes nonlinearly may be used.

ゲイン可変手段21として、オペアンプ21aを用いてゲインを調整する構成を例を示したが、温度に基づいてゲインを調整できるものであればどのようなものでもよい。   An example of a configuration in which the gain is adjusted using the operational amplifier 21a is shown as the gain variable unit 21. However, any device may be used as long as the gain can be adjusted based on the temperature.

YTO10の出力信号の周波数を制御する一例を挙げたが、本回路は、YTO10に限らず、電流量に応じて発振周波数が変化する電流制御型発振器に用いてよい。   Although an example of controlling the frequency of the output signal of the YTO 10 has been given, this circuit is not limited to the YTO 10 and may be used for a current-controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to the amount of current.

本発明の一実施例を示した構成図である。It is the block diagram which showed one Example of this invention. 図1に示す回路のノイズの周波数特性、等価直列抵抗の抵抗値の変化による出力信号の周波数の変化の特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency characteristic of the noise of the circuit shown in FIG. 1, and the characteristic of the change of the frequency of an output signal by the change of the resistance value of an equivalent series resistance. 図1に示す装置の温度検出手段、ゲイン可変手段の一例を示した構成図である。It is the block diagram which showed an example of the temperature detection means of the apparatus shown in FIG. 1, and a gain variable means. 従来の電流ドライブ回路の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the conventional current drive circuit. 従来の電流ドライブ回路のその他の構成を示した図である。It is the figure which showed the other structure of the conventional current drive circuit. 従来の電流ドライブ回路のその他の構成を示した図である。It is the figure which showed the other structure of the conventional current drive circuit. 図4〜図6に示す回路のノイズの周波数特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency characteristic of the noise of the circuit shown in FIGS. 図5に示す回路における等価直列抵抗の抵抗値の変化による出力信号の周波数の変化の特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the change of the frequency of an output signal by the change of the resistance value of the equivalent series resistance in the circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 YIG発振器
10a メインコイル
10b メインコイルの等価直列抵抗
11 パワートランジスタ
12、14、21b 抵抗
13 コンデンサ
20 温度検出手段
20a 薄膜リニア抵抗
21 ゲイン可変手段
21a オペアンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 YIG oscillator 10a Main coil 10b Equivalent series resistance of main coil 11 Power transistor 12, 14, 21b Resistance 13 Capacitor 20 Temperature detection means 20a Thin film linear resistance 21 Gain variable means 21a Operational amplifier

Claims (4)

電流量に応じて発振周波数が変化する電流制御型発振器に電流を供給する電流ドライブ回路において、
前記電流制御型発振器に並列に設けられるコンデンサと、
前記電流制御型発振器に並列に設けられる抵抗と、
前記電流制御型発振器、前記コンデンサ、前記抵抗それぞれに接続され、印加される電圧に応じた電流量を流す電流出力部と、
前記電流制御型発振器の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段の検出した温度に基づいて、前記電流出力部への電圧を増減させるゲイン可変手段と
を設けたことを特徴とする電流ドライブ回路。
In a current drive circuit that supplies current to a current-controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to the amount of current,
A capacitor provided in parallel with the current-controlled oscillator;
A resistor provided in parallel with the current-controlled oscillator;
A current output unit that is connected to each of the current-controlled oscillator, the capacitor, and the resistor, and causes a current amount to flow according to an applied voltage;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the current controlled oscillator;
A current drive circuit comprising gain variable means for increasing or decreasing the voltage to the current output unit based on the temperature detected by the temperature detection means.
電流出力部は、トランジスタと抵抗とが直列に接続され、前記トランジスタのベースにゲイン可変手段からの電圧が印加されることを特徴とする請求項1記載の電流ドライブ回路。   2. The current drive circuit according to claim 1, wherein the current output unit includes a transistor and a resistor connected in series, and a voltage from the gain varying means is applied to a base of the transistor. 温度検出手段は、温度によって抵抗値が変化する抵抗であり、
ゲイン可変手段は、前記抵抗を帰還抵抗とするオペアンプであることを特徴とする請求項1または2記載の電流ドライブ回路。
The temperature detection means is a resistance whose resistance value changes with temperature,
3. The current drive circuit according to claim 1, wherein the gain variable means is an operational amplifier using the resistor as a feedback resistor.
電流制御型発振器は、YIG発振器であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電流ドライブ回路。
The current drive circuit according to claim 1, wherein the current control type oscillator is a YIG oscillator.
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